空箱堆高機發動機新型散熱裝置改造

劉成明

廣州港南沙港務有限公司（以下簡稱“南沙港務”）購置的2臺某國產品牌空箱堆高機無論機械性能還是操控性能均滿足使用要求，且其發動機散熱系統采用新型液控散熱裝置。不過，在夏季高溫時節，該品牌空箱堆高機發動機高溫報警時有發生，導致發動機磨損加劇和工作性能降低。本文分析空箱堆高機發動機高溫報警原因，并通過加裝液壓泵改善散熱環境，從而有效解決發動機高溫報警故障。

1 空箱堆高機發動機高溫報警現象

南沙港務新購置的2臺空箱堆高機自投產以來運行良好;但在夏季作業期間，空箱堆高機發動機高溫報警現象時有發生。鑒于發動機高溫報警具有偶發性，且維修人員跟車檢查未發現故障，起初判斷發動機高溫報警因司機操作不當引起;但在隨后幾次檢查中發現，司機在操作過程中速度稍快就易引發發動機高溫報警。為此，對空箱堆高機發動機散熱系統實施全面檢查，同時清潔水箱，未發現異常情況;但設備運行一段時間后，發動機高溫報警問題再次出現。若不及時排除此類故障，不僅將嚴重影響空箱堆高機作業安全，而且會縮短發動機零部件使用壽命，導致部分機構提前進入大中修周期，從而增加維保工作量和維修成本，降低港口作業效率。

2 空箱堆高機發動機高溫報警原因

2.1 發動機新型散熱裝置工作原理

空箱堆高機發動機散熱系統一般由發動機作為動力輸出源，帶動風扇轉動實現發動機散熱器散熱。南沙港務新購置的空箱堆高機發動機新型散熱裝置由液壓泵提供動力給液壓馬達，帶動風扇轉動實現發動機散熱器散熱。改造前空箱堆高機發動機新型散熱裝置工作原理（見圖1）如下：液壓馬達帶動發動機散熱風扇轉動;發動機溫度達到設定值后，溫度傳感器發出信號，轉向閥得電切斷油路，壓力油進入液壓馬達;馬達旋轉帶動風扇轉動形成對流，以冷卻發動機散熱器;發動機溫度一旦低于設定值，轉向閥失電，風冷器停止工作。散熱裝置中溢流閥的作用是使冷卻回路壓力值維持在一定范圍內，從而為風冷器提供動力;單向閥用于補油。

2.2 發動機高溫報警原因

此款空箱堆高機發動機新型散熱裝置通過液壓馬達帶動風扇轉動，液壓馬達通過排量為25 mL/r的液壓泵使液壓油經充液閥到冷卻轉換閥組產生油壓，同時通過并聯支路為液壓油冷卻馬達提供油壓，以冷卻多路液壓油。當空箱堆高機在高溫、高濕環境中作業時，風扇須達到一定轉速才能產生散熱效果，而1個排量為25 mL/r的液壓泵難以為2個液壓馬達提供足夠的工作壓力。經測量，當發動機高速運轉時，2個液壓馬達的工作油壓不足，很難達到額定工作壓力12 MPa。此外，在高頻作業過程中，液壓系統因油液黏性而不斷產生熱量，這些熱量大部分轉化為油液內能而使油溫升高，從而給系統帶來不利影響。

3 空箱堆高機發動機新型散熱裝置改造

3.1 發動機新型散熱裝置控制原理改進

為了向發動機散熱器液壓馬達提供足夠的工作油壓，加裝1個排量為25 mL/r的液壓泵，設立2套獨立的冷卻回路系統。改造后空箱堆高機發動機新型散熱裝置工作原理（見圖2）如下：保持原液壓油散熱系統的冷卻方式不變，將原充液閥到散熱器風扇的冷卻轉換閥組進油膠管（車體右下側）改為加裝的液壓泵到散熱器冷卻控制閥組進油膠管，回油油路不變;發動機散熱液壓馬達直接通過加裝的液壓泵提供油壓，將冷卻轉換閥和轉向閥改成單向閥，關閉溢流閥。

3.2 發動機新型散熱裝置控制元件改造

3.2.1 液壓泵改造

將變速箱左側由2個排量為40 mL/r的液壓泵組成的液壓泵組替換為由2個排量為40 mL/r的液壓泵和1個排量為25 mL/r的液壓泵組成的液壓泵組。加裝液壓泵時注意進油管的走向和安裝位置（見圖3），以免影響變速箱行走泵壓力開關的安裝和維修;剎車油進口處增加單向閥保護，以減輕剎車油壓力對冷卻器的沖擊;最后，將散熱器液壓馬達泄油管路接回液壓油箱，完成安裝。25 mL/r液壓泵需要從液壓油箱吸油;因此，更換液壓油箱吸油蓋板（見圖4），使得25 mL/r液壓泵可以通過軟管連接直接從液壓油箱吸油?？障涠迅邫C發動機新型散熱裝置液壓泵組改造前后對比見圖5。

3.2.2 油管改造

將原充液閥到中冷風扇的冷卻轉換閥組進油管路（車體右下側）改為從液壓油散熱器冷卻控制閥組進油，由加裝的25 mL/r液壓泵通過吸油管直接從液壓油箱吸油（見圖6），再供油到散熱器冷卻控制閥組。供油管路改為三通回油鋼管。

3.2.3 冷卻轉換閥改造

去除原發動機散熱器冷卻轉換閥組的插裝電磁閥，安裝單向閥，再將散熱器冷卻轉換閥組溢流閥直接鎖死（見圖7）。踩下加速踏板，使發動機轉速達到2 250 r/min左右，此時用壓力表測量油壓應為12 MPa左右。

3.3加裝防塵擋板及工藝要求

在散熱裝置所在車架厚板上加裝防塵擋板（見圖8），擋板材料為厚5 mm的Q235鋼板，以防灰塵進入散熱器;整體做防銹處理，以免防塵擋板銹蝕損壞;四周開螺栓固定孔，并配鎖緊墊片固定鎖緊，防止防塵擋板松動脫落。

4 空箱堆高機發動機散熱裝置清洗

空箱堆高機發動機散熱裝置在長期工作過程中附著較多污垢，有必要對散熱裝置內部和外部進行整體清洗，以保證散熱器的散熱效果?？障涠迅邫C發動機散熱裝置清洗流程如下。

（1）將空箱堆高機停放在平坦、堅實的地面，待發動機冷卻至常溫。

（2）將空箱堆高機前部按順序拆下，拆除上下擋風板。

（3）拆下散熱器上連接的中冷管、水管和變速箱油管，并對管口進行封口處理;再拆下散熱器的導風罩和液壓馬達風扇。

（4）從上至下依次拆卸組合散熱器的中冷器、水箱散熱器和變速箱油散熱器，并將散熱器放入清洗盤中浸泡30～50 min，清洗盤中的清洗液為水和清洗劑混合液（清洗劑占5%～10%），要求芯體全部浸入清洗液中。水箱散熱器需要使用磷酸液與水的混合清洗液來清洗：將清洗液用漏斗小心倒入散熱器內，注意盡量不要濺出（若濺到皮膚或衣服上，應立即用清水清洗）;待有氣泡冒出，說明磷酸清洗液與水垢發生化學反應，產生二氧化碳氣體;待氣泡略消，將溶液倒出，然后用清水循環沖洗散熱器內部，直到清洗干凈。

（5）散熱器芯體浸泡結束后，用高壓水沿垂直于散熱器正面和背面方向沖洗散熱器上的污泥和油泥。

（6）將清洗后的散熱器芯體晾干后，按照拆下的順序步驟反向裝配。

5 結束語

空箱堆高機發動機新型散熱裝置改造效果顯著：改造后冷卻風扇液壓馬達壓力增大，風扇轉速加快，散熱能力增強;拆除冷卻轉換器轉換開關，風扇轉速隨著發動機轉速變化而變化，從而提高散熱系統的散熱冷卻能力;在使用過程中，發動機未出現高溫報警，散熱系統工作溫度保持在90℃左右，有利于延長設備控制元件使用壽命，確保設備穩定運行。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2022-05-17）